REPLICACIÓN DEL DNA

REPLICACIÓN DEL DNA

1. CARACTERÍSTICAS: Recombinación de la información genética, mutaciones, reparación de las mutaciones, degradación del DNA, cambios epigenéticos y código de histonas

   • MUTACIONES DEL DNA
     • Escisión espontánea de los enlaces químicos presentes en la molécula. Por productos del metabolismo celular anormal o por agentes ambientales
     • MUTACIONES EN LA REPLICACIÓN: Copia de DNA ya dañado o por error de la Polimerasa
       • REPARACIÓN POR RECOMBINACIÓN: Es un mecanismo de reparación para reparar las roturas de DNA de doble hebra. Este proceso también es usado por las células eucariotes para generar nuevas combinaciones de genes maternos y paternos en cada cromosoma intercambiando segmentos de estos durante la producción de células germinales
         • DNA Polimerasa también corrige errores gracias a la actividad 3'-5' exonucleasa de algunas Polimerasas de DNA
           • Cuando se inserta una base incorrecta, esta hace una pausa y transfiere el extremo 3' de la cadena naciente al sitio catalítico de la enzima
             • Elimina la base incorrecta y regresa el extremo 3' al sitio de polimeración para continuar con la elongación
               • Daño químico y por radiación: Sitios inestables más propensos a mutar cuando interactúan con productos químicos producidos por el metabolismo normal
                 • Puede ser: Hidrólisis de una base purica a la desoxirribosa, movimiento de electrones en mitocondrias u oxidación de lípidos con producción de radicales hidroxilo
                   • Sitios de mutaciones: nDNA: (Regiones codificantes, unión intrón.exón, regiones reguladoras)
                     • Cambios de bases por: Transición, transversión y tautomeros
                       • TIPOS DE MUTACIONES: Puntuales por transición o transversión (Con sentido equivocado, sin sentido o silenciosas
                         • Por cambios químicos y conformacionales en las bases.
                           • DESAMINACIÓN de la citosina en uracilo. Introducción de uracilo reemplazado por timina. Introducción de formas tautomericas
                           • Desplazamiento del marco de lectura (Delecciones, adiciones). Mutaciones en 5' y/o 3' del intrón o quitando un intrón. Expansión de tripletes.

2. REPLICACIÓN DEL mtDNA: Independiente del ciclo celular, En fases G0 y M. Proceso lento de una hora.

   • Punto de inicio: Asa D (Región no codificante del mtDNA. y cuenta con secuencias de control de la transcripción y de la expresión génica
     • Replicación asimétrica en las cadenas de mtDNA
     • Hebra L: Forma una nueva cadena H para iniciar
       • 1000 pb aprox. forman una triple hebra
         • L replica su longitud 2/3. La hebra H inicia la replicación con la formación de una nueva cadena L.. La cadenas replican en direcciones opuestas y utilizan una polimerasa de DNA llamada gamma

3. REPLICACIÓN DE nDNA: De forma coordinada con la división celular. En fase S. Al replicarse se obliga a la célula a dividirse.

   • Más compleja que la replicación del mtDNA
     • Requiere elementos como: Sustratos o dNTPs, Cofactor (Magnesio), Molde o plantilla, Cebador con NTPs y enzimas
       • Enzimas utilizadas: Topoisomerasa, Helicasa, Primasa, Polimersas, Proteínas de unión a cadena sencilla, Ligasa y otros complejos.
         • TOPOISOMERASA: Relaja superenrrollamiento de DNA contando enlace fosofodiester. Genera una brecha para que la cadena pierda vueltas y mantiene la estructura para el avance de la helicasa
         • HELICASA: Se une a las cadenas de DNA una vez desnaturalizadas. Se pega al extremo 5' con dirección de apertura 5'-3'. Rompe los enlaces hidrógeno entre las bases nitrogenadas.
         • PRIMASA: Polimerasa de RNA. se une a la cadena desenrrollada de DNA molde. Coloca nucleótidos de RNA apareándolos a los de DNA. Esta cadena se llama cebador y es de 10 a 12 nucleótidos. Genera un extremo OH3' libre para poder añadir nucleótidos. Forma un complejo con la helicasa. Cadena 3'-5' (1 Cebador), cadena 5'-3' (1 cebador por cada fragmento de Okazaki)
         • POLIMERASAS: Necesita extremo OH3' libre para nucleótidos. Pueden ser exonucleasdas y participar en procesos de reparación. Puede actuar en recombinación de DNA.
       • PROCESO DE REPLICACIÓN
         • Varias orquillas de replicación se abren para generar sitios de origen ricos en secuencias A-T.
           • DIRECCIÓN DE REPLICACIÓN: Hebra retardada o discontinua 5'-3'. Hebra conductora o de replicación continua 3'-5'
             • Los nucleótidos se añaden por la DNA Polimerasa a cada hebra hija en dirección 5'-3'. El copiado de esta hebra molde se da en dirección opuesta por lo que una célula sintetiza un nuevo cebador cada cientos de bases en la segunda hebra. Cada uno de los cebadores se alargan en dirección 5'-3' formando segmentos discontinuos (FRAGMENTOS DE OKAZAKI)
               • El cebador de RNA de cada fragmento de Okazaki se elimina y se reemplaza por la cadena de RNA creciente del fragmento de Okazaki.
                 • La LIGASA une los fragmento adyacentes.
                   • FORMACIÓN DE TELÓMEROS
                     • Formados en secuencias repetitivas en tándem. Se forma con la telomerasa. Es una polimerasa dependiente de RNA.
         • Eventos previos a la iniciación: ORC (Complejo de reconocimiento de origen) Se une al origen de la replicación. Al ORC se unen Mcm2-Mcm-7 (Factores permisivos). La activación de las quinasas (Cdk) antes del inicio de la fase S inicia la replicación.